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综述:肠道屏障:在健康、炎症和癌症中的关键作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:The Lancet Gastroenterology & Hepatology 30.9
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这篇权威综述系统阐述了肠道屏障(intestinal barrier)作为黏膜免疫系统与外界环境界面的核心作用,其由物理屏障(紧密连接/TJs、黏蛋白/MUC2)和化学屏障(抗菌肽/AMPs、分泌型IgA/sIgA)构成。重点解析了屏障功能障碍通过菌群-免疫互作(如TLR-Myd88通路、IL-22-STAT3轴)引发炎症性肠病(IBD)、结直肠癌、代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)及神经系统疾病的机制,并探讨了益生菌、代谢物(短链脂肪酸/SCFAs)及靶向MLCK等新型治疗策略。
肠道屏障的结构与功能
肠道屏障是人体最大的环境界面,由物理屏障(肠上皮细胞及其紧密连接)和化学屏障(抗菌肽、黏蛋白)组成。小肠绒毛和结肠隐窝结构的差异反映了区域特异性功能需求:小肠侧重营养吸收(含大量肠上皮细胞),而结肠富含杯状细胞(分泌黏蛋白MUC2)以应对高菌群负荷。
关键细胞与分子机制
• 物理屏障:紧密连接蛋白(如claudin家族、occludin)通过ZO-1连接细胞骨架,其中claudin-2形成离子通道而claudin-4增强密封性。
• 化学屏障:潘氏细胞分泌α-防御素(如HD5/6)和溶菌酶,杯状细胞产生黏蛋白(MUC2形成结肠双层黏液结构),sIgA通过"免疫排除"机制捕获病原体。
屏障调控网络
• 细胞更新:Lgr5+
干细胞受Wnt/Notch通路调控,短链脂肪酸(如丁酸盐)通过FoxO3抑制干细胞增殖。
• 免疫调控:IL-22通过STAT3促进屏障修复,而TNF-α/IFN-γ可诱导上皮细胞凋亡或坏死性凋亡(necroptosis)。
• 菌群互作:TLR4识别LPS后通过MyD88增强紧密连接,Akkermansia muciniphila的膜蛋白Amuc1100通过TLR2改善屏障。
屏障功能障碍与疾病
炎症性肠病(IBD)
• 遗传因素:NOD2/ATG16L1变异导致自噬缺陷,MUC2突变致黏液层破坏。
• 病理特征:克罗恩病(CD)患者潘氏细胞减少伴防御素缺乏,溃疡性结肠炎(UC)出现claudin-1下调而claudin-2上调。
• 治疗靶点:阻断MLCK可改善紧密连接,益生菌(如E coli Nissle)上调ZO-2和MUC3。
结直肠癌
APC基因缺失导致屏障破坏,伴随JAM2表达下降和claudin-1/3/4失调。菌群如具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)通过TL4/MyD88通路促进肿瘤微炎症。
肠外疾病
• 代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH):肠漏导致内毒素入血,激活肝Kupffer细胞。
• 类风湿性关节炎(RA):肠道普雷沃菌(Prevotella copri)易位触发Th17反应。
• 神经退行性疾病:帕金森病患者结肠ZO-1表达降低,α-突触核蛋白转基因小鼠显示屏障损伤早于脑病变。
治疗新策略
• 微生物干预:基因工程益生菌递送IL-10,PEG化细菌增强黏液穿透性。
• 代谢调控:尿石素A(urolithin A)通过claudin-4/ZO-1改善屏障。
• 纳米技术:透明质酸-胆红素纳米颗粒靶向炎症部位清除ROS。
• 临床试验:SGLT-2抑制剂达格列净(dapagliflozin)正在测试其调节自噬能力。
未来展望
肠道屏障研究正从机制解析迈向精准干预时代,靶向潘氏细胞再生、黏液重构或菌群代谢(如β-羟基丁酸)的策略可能突破现有治疗瓶颈,为跨系统疾病提供"肠治久安"的新范式。
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